Лондон, 1775 год. Пожилой банковский служащий Джарвис Лоррис сообщает 17-летней Люси Манетт о том, что её отец вовсе не умер (как она считала), а с момента её рождения содержался в Бастилии по навету злобного маркиза Эвремонда. Теперь он освободился и живёт в Париже у своего прежнего слуги, Дефаржа. Лорри и Люси отправляются во Францию, чтобы увезти несчастного на родину.
1780 год. В лондонском Олд-Бейли судят французского эмигранта Чарльза Дарнея. Ловкому адвокату Сиднею Картону удаётся убедить суд в его невиновности. Освободившись, Дарней встречается в Париже со своим дядюшкой — маркизом Эвремондом, раздражая его своей симпатией к «униженным и оскорблённым». Ночью Эвремонда закалывает горожанин, сына которого тот задавил своей каретой.
Между Люси и Дарнеем возникает чувство, и молодой человек просит её руки у доктора Манетта. Он признаётся в том, что Дарней не его настоящее имя, что на самом деле он Эвремонд — ближайший родственник того человека, который обрёк доктора на 20-летнее заточение. Доктор даёт своё согласие на брак, но погружается в безумие — берётся за тачание обуви, которому прежде предавался в Бастилии.
1789 год. Супруги Дефаржи в числе первых врываются в ненавистную Бастилию. Добродетельный Дарней, живущий в Лондоне с Люси, получает из Парижа письмо, в котором его пожилой безобидный слуга, попавший под трибунал, заклинает о помощи. Едва Дарней ступает на французскую землю, как его задерживают как беглого аристократа и препровождают в тюрьму Лафорс. Семейство Дарнеев-Манеттов в полном составе устремляется на его спасение.
Три месяца проходят в ожидании суда над Дарнеем. Во время процесса показания против него даёт мадам Дефарж. В качестве подтверждения преступности всех Эвремондов она приводит заметки неизвестного, составленные им в Бастилии. Этот «неизвестный» — отец Люси. Несмотря на его вмешательство в защиту зятя, под впечатлением от перечисленных злодеяний Эвремондов революционный трибунал приговаривает Дарнея к казни на гильотине.
Опустившемуся адвокату Картону, который безответно влюблён в Люси, удаётся подслушать разговор мадам Дефарж, в котором она раскрывает истинную причину своей ненависти к Эвремондам. Много лет назад покойный Эвремонд изнасиловал её сестру, влюблённую в доктора Манетта, и заточил его в Бастилии. Её семья была обречена на истребление, и сама она выжила только чудом.
Картон предупреждает Люси и её семью о необходимости срочно покинуть Францию, так следующей жертвой мадам Дефарж станет семья «последнего из Эвремондов», то есть сама Люси и её дети. При помощи шантажа он получает доступ в камеру Дарнея и меняется с ним одеждой. Так как внешне они очень похожи, Дарнею удаётся беспрепятственно выбраться из тюрьмы и из Парижа, а Картон на другой день вместо него восходит на гильотину.
Из последних слов Картона ясно, что он считает свой поступок актом самопожертвования из любви к Люси и ради её счастья. В конце книги показана гибель мадам Дефарж от руки верной экономки Люси Манетт. Супруги Дарнеи благополучно возвращаются в Лондон и называют своего сына Картоном в память о погибшем за их счастье адвокате.
